変圧器容量の決定・幹線設計・防災設備・雷保護・耐震
自家用電気工作物の受電方式に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 3
スポットネットワーク受電方式が無停電で供給を継続できるのは、特別高圧配電線（ネットワーク配電線）やネットワーク変圧器の事故に対してであり、これらはネットワークプロテクタと供給変電所の送出し遮断器とで自動除去される。しかしネットワーク母線そのものの事故は保護範囲の下流側であり、全停電となる。受電方式の信頼度比較では「どこまでの範囲の事故を救済できるか」を切り分けて覚える。
高圧受電設備に次の機器を設置する場合、JIS C 4620「キュービクル式高圧受電設備」に規定する受電設備容量として、適当なものはどれか。 ・三相変圧器 200 kVA 1台 ・単相変圧器 50 kVA 1台 ・高圧電動機 出力 30 kW 1台 ・高圧進相コンデンサ 50 kvar 1台
解答正解 2
受電設備容量は変圧器及び高圧引出し部分の合計容量で表し、高圧電動機は定格出力1 kWを1 kVAに換算して加える一方、高圧進相コンデンサは含めない。したがって200＋50＋30＝280 kVAとなり、300 kVA以下であるためPF・S形の主遮断装置を採用できる。コンデンサを加算して330 kVAとするとPF・S形が選定できないという誤った判断につながる。
次の条件の建築物に設置する変圧器の容量として、適当なものはどれか。 ・A群の設備容量 200 kW、需要率 60 % ・B群の設備容量 300 kW、需要率 50 % ・A群とB群の不等率 1.25 ・総合力率 0.9 ・変圧器容量は、算出した合成最大需要電力を下回らない最小の値とする。
解答正解 3
各群の最大需要電力はA群が200×0.6＝120 kW、B群が300×0.5＝150 kWで、合成最大需要電力は不等率で除して（120＋150）÷1.25＝216 kW。これを総合力率で除すと216÷0.9＝240 kVAとなる。不等率は「除する」、力率は「除する」の2段階で、いずれかを乗じてしまう誤りが典型である。
高圧進相コンデンサ設備に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
直列リアクトルはコンデンサ投入時の突入電流抑制と高調波による電圧波形ひずみの軽減という二つの機能をもち、標準は定格容量の6 %である。第5調波の含有率が高く6 %では対応できない場合に13 %を採用するという順序で、6 %と13 %を逆に覚えないこと。設置位置は負荷に近いほど上流側の電流低減効果が大きい。
スポットネットワーク受電方式に関する次の（イ）〜（ニ）の記述のうち、適当なものの数はどれか。 （イ）ネットワークプロテクタは、プロテクタヒューズ、プロテクタ遮断器及び電力方向継電器で構成される。 （ロ）差電圧投入特性は、プロテクタを閉路したときに電流がネットワーク母線側からネットワーク変圧器側へ流れ込む場合に限って投入する特性である。 （ハ）逆電力遮断特性は、ネットワーク母線側からネットワーク変圧器側へ電流が逆流したときに、プロテクタ遮断器を開放する特性である。 （ニ）受電用遮断器を省略できるのは、配電線及びネットワーク変圧器の事故を、ネットワークプロテクタと供給変電所の送出し遮断器とで自動除去できるためである。
解答正解 3
適当なものは（イ）（ハ）（ニ）の3つ。差電圧投入特性は、閉路したときに電流がネットワーク変圧器側からネットワーク母線側へ流れ込む関係にあるときに限って投入する特性であり、（ロ）は電流の向きが逆である。投入側（差電圧投入）は変圧器→母線、遮断側（逆電力遮断）は母線→変圧器と、向きを対にして整理する。
三相3線式210 Vの低圧幹線において、こう長60 m、負荷電流100 Aとするとき、電圧降下を定格電圧の2 %以下に収めるために必要な電線の最小の導体公称断面積として、適当なものはどれか。ただし、電線の導体の抵抗率は0.0178 Ω・mm²/m とし、電線のリアクタンス及び負荷の力率は考慮しないものとする。
解答正解 2
許容電圧降下は210×0.02＝4.2 V。三相3線式の電圧降下は e＝√3・I・R で、R＝0.0178×60/A だから、e＝√3×100×1.068/A＝184.98/A。これを4.2 V以下とするとA≧44.0 mm²となり、標準の公称断面積では60 mm²が最小となる。38 mm²では約4.87 V（約2.3 %）となり基準を超える。√3を落とすと約25.4 mm²となり38 mm²を選んでしまう。
低圧幹線に用いる架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブルに関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 4
単心ケーブルを金属管に収める場合は、三相の3条を同一の管に収めて磁束を打ち消させる必要がある。1条だけを別の管に収めると電磁的に不平衡となり、管に鎖交する磁束によって渦電流が流れて管が異常発熱する。CVTとCVの選定は放熱性・可とう性・占有断面積の比較で判断する。
低圧三相誘導電動機の分岐回路に用いる開閉器及び保護装置に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
電磁開閉器は電磁接触器と過負荷継電器の組合せであり、短絡電流の遮断能力はもたないため、短絡保護は配線用遮断器やヒューズが分担する。この役割分担が電動機回路の保護協調の基本である。使用負荷種別はAC-3がかご形電動機の始動・運転中の停止、AC-4が始動・プラッギング・インチングであり、AC-4の方が過酷な条件である。
送風機をインバータにより可変速制御し、風量を定格風量の80 %に低減して運転する場合の軸動力として、適当なものはどれか。ただし、風量は回転速度に比例し、軸動力は回転速度の3乗に比例するものとし、送風機の効率の変化及びインバータの損失は考慮しないものとする。
解答正解 2
風量が回転速度に比例するので、風量を80 %にするには回転速度を80 %とすればよい。軸動力は回転速度の3乗に比例するから0.8³＝0.512、すなわち約51 %となる。ダンパによる絞り制御では風量を80 %にしても軸動力はこれほど下がらず、この差がインバータ制御の省エネルギー効果である。2乗（揚程・圧力）と3乗（動力）の取り違えに注意する。
屋内照明設備の照明制御に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 4
タスク・アンビエント照明は必要な場所だけ高照度とし、室全体の全般照明を低く抑えることで消費電力を削減する。初期照度補正は逆に使用開始直後の光出力を絞り、光束低下に応じて徐々に出力を上げていく制御である。昼光利用制御は窓側の器具を調光して減光する制御であり、いずれも「必要な分だけ点灯させる」という共通の考え方で整理できる。
建築基準法に基づく非常用の照明装置に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 1
非常用の照明装置の水平面照度は光源によって基準値が異なり、白熱灯では1 lx 以上、蛍光灯又はLEDランプを用いる場合は2 lx 以上である。1 lx という数値だけを覚えていると光源による使い分けを誤る。なお非常用の照明装置は建築基準法、誘導灯は消防法と根拠法令が異なり、設置の考え方も避難路の照度確保と避難口の明示という違いがある。
消防法施行規則に定める算定式により、表示面の縦寸法が0.25 m の通路誘導灯（B級）の有効範囲を求めた歩行距離として、適当なものはどれか。ただし、有効範囲は D＝kh により算出するものとし、D は歩行距離（m）、h は表示面の縦寸法（m）、k は避難口誘導灯で避難の方向を示すシンボルのないものは150、シンボルのあるものは100、通路誘導灯は50とする。
解答正解 2
通路誘導灯の係数はk＝50であるから、D＝50×0.25＝12.5 m となる。係数kは避難口誘導灯か通路誘導灯か、また避難の方向を示すシンボルの有無によって150・100・50と変わるため、同じ縦寸法でも有効範囲が大きく異なる。避難口誘導灯の係数を通路誘導灯に当てはめると25 m や37.5 m という過大な値になる。
自動火災報知設備の警戒区域に関する次の記述において、（ア）〜（エ）に当てはまる数値の組合せとして、適当なものはどれか。 「一の警戒区域の面積は（ア）m² 以下とし、その一辺の長さは（イ）m 以下（光電式分離型感知器を設置する場合にあっては、（ウ）m 以下）とすること。ただし、当該防火対象物の主要な出入口からその内部を見通すことができる場合にあっては、その面積を（エ）m² 以下とすることができる。」
解答正解 1
警戒区域は面積600 m²以下、一辺50 m以下が原則で、光電式分離型感知器を設置する場合は一辺を100 m以下まで緩和できる。さらに主要な出入口から内部を見通せる場合は面積を1,000 m²以下にできる。原則値と二つの緩和条件（分離型による一辺の緩和、見通しによる面積の緩和）を切り分けて覚えることが要点で、警戒区域は原則として2以上の階にわたってはならない点も併せて押さえる。
自動火災報知設備の感知器の取付け面の高さと感知器の種別に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 3
感知器は取付け面の高さにより4 m未満、4 m以上8 m未満、8 m以上15 m未満、15 m以上20 m未満の区分で使用できる種別が定められている。熱感知器のうちスポット型は8 m未満まで、8 m以上15 m未満では差動式分布型とイオン化式・光電式スポット型（1種・2種）、15 m以上20 m未満ではイオン化式・光電式スポット型の1種に限られる。20 m以上には炎感知器を用いる。
非常警報設備のうち放送設備に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 4
音量調整器を設ける場合は3線式配線とし、通常放送用の音量調整器がどの位置にあっても火災放送が最大音量で流れる構成とする。スピーカーの級は放送区域の床面積で決まり、100 m²を超える区域はL級、50 m²を超え100 m²以下はL級又はM級、50 m²以下はL級・M級・S級のいずれかとなる。音圧はL級が92 dB以上、M級が87 dB以上92 dB未満、S級が84 dB以上87 dB未満である。
ガス漏れ火災警報設備の検知器の設置に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 2
空気より軽いガス（比重1未満）は天井付近に滞留するため、検知器の下端を天井面等の下方0.3 m以内に設ける。床面の上方0.3 m以内に上端を設けるのは、空気より重いガス（比重1を超えるもの）の場合である。水平距離も比重1未満が8 m以内、比重1を超えるものが4 m以内と異なり、「軽いガスは天井側・遠くまで、重いガスは床側・近くまで」と対で整理する。
JIS A 4201「建築物等の雷保護」に基づく外部雷保護システムに関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 4
受雷部システムは突針・水平導体・メッシュ導体の各要素又はその組合せで構成し、その配置は保護角法・回転球体法・メッシュ法を個別に又は組み合わせて決定する。保護角は保護レベルと受雷部の高さで定まり、高さが高くなるほど小さくなって、ある高さを超えると保護角法は適用できない。保護レベルが高い（より厳しい）ほど回転球体の半径もメッシュ幅も小さい値となる。
低圧電源システムに接続するサージ保護デバイス（SPD）に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 3
SPDの試験クラスは、クラスⅠがインパルス放電電流 Iimp・電荷・比エネルギーで規定され、クラスⅡが公称放電電流 In で規定される。直撃雷電流の一部が流入するおそれのある引込口にはクラスⅠ、その負荷側の分電盤等にはクラスⅡを適用するという段階的な配置が基本である。Up（電圧防護レベル）とUc（最大連続使用電圧）は役割が異なり、被保護機器の耐インパルス電圧と比較すべきなのはUpの方である。
建築物の防犯・監視設備及び中央監視制御設備に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
BEMS（ビルエネルギー管理システム）は、エネルギー使用量の計測・記録と設備運転の管理によりエネルギー消費の適正化を図るものである。同軸ケーブルの減衰は周波数が高いほど、また距離が長いほど大きくなり、映像信号では高域の減衰による画質劣化が問題となるため等化増幅器を用いる。中央監視制御設備は状態監視（2値情報）と計測（アナログ量）の双方を扱う。
建築物に設置する電気設備の耐震対策に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 4
建築物の地震応答は上層ほど大きくなるため、設計用標準水平震度は地下階・1階より中間階、中間階より屋上・塔屋階と大きく設定される。また防災上重要な機器は一般機器より大きい震度を適用し、施設の重要度と設置位置の二つの条件で値が変わる。建物間や構造体が分離するエキスパンションジョイント部を横断する配管・配線には、可とう性のある部材を用いて相対変位を吸収させる必要がある。